Если вам интересно, может ли титан ржаветь, ответ многослойный. Присоединяйтесь к нам, чтобы обсудить антикоррозионные свойства титана и то, как он защищает себя.
В: Можно ли носить титановое кольцо во время душа или плавания? Титан ржавеет?
A: Титан - невероятно полезный металл. Он очень жесткий, прочный, легкий и имеет очень высокую температуру плавления по сравнению с другими металлами. По этим причинам он часто используется для изготовления ювелирных изделий и часов, авиационных и морских деталей, инструментов, ножей и медицинских имплантатов, таких как пластины и заменители суставов.
Короткий ответ: чистый титан не ржавеет, как металлы, содержащие железо. Если что-то, сделанное из титана, ржавеет, это верный признак того, что титан смешан с другими металлами и это не чистый титан. Однако есть еще кое-что, что следует учитывать. Продолжайте читать, чтобы узнать больше о титане и его антикоррозионных свойствах.
Титан - очень реактивный и упругий металл
Титан реагирует с кислородом различными способами. Например, если огонь нагрет до температуры возгорания, его нельзя потушить водой. Если кто-то попытается использовать воду, чтобы потушить огонь титана, огонь будет гореть еще интенсивнее, поскольку титан продолжает реагировать со свежим кислородом в воде. К счастью, в типичных условиях это случается крайне редко, о чем вы узнаете чуть позже.
Titanium также невероятно устойчив. На самом деле, чистый титан такой же прочный, как сталь, но при этом на 45% легче. Именно это соотношение прочности и веса делает его идеальным для использования в компонентах самолетов, спортивном оборудовании, инструментах и других условиях, где важны высокая прочность и малый вес.
Титан, подвергаясь воздействию окружающей среды, создает слой оксида титана, который защищает чистый титан под ним
Помните высокую реакционную способность титана с кислородом? Во время этой реакции происходит что-то действительно интересное. Когда чистый титан подвергается воздействию кислорода (через воздух или воду и при отсутствии чрезмерного нагрева), происходит окисление. Но это окисление не заканчивается ржавчиной и коррозией.
Реакция, которая происходит между титаном и кислородом, - это другое животное. Вместо ржавчины (оксида железа) в результате реакции с кислородом образуется оксид титана. Этот тип оксида лежит поверх чистого титана в виде тонкой, невидимой и защитной пленки. Именно эта пленка придает титану его антикоррозионные свойства, поскольку она защищает чистый титан под ней от контакта с оксидом железа, солью и другими условиями, которые могут вызвать ржавчину.
Чистый титановый материал устойчив к коррозии, за исключением среды без кислорода
Титан зависит от присутствия кислорода для образования оксида титана. Тонкий слой оксида титана, образующийся вокруг чистого титана снаружи, является ключом к его коррозионной стойкости. Без этой пленки титан может подвергаться коррозии, как обычный коррозионный металл.
Подойдет кислород в атмосфере или вода - работает даже соленая вода. Но если титан находится в среде, лишенной кислорода, например, в рукотворном вакууме или даже в открытом космосе, реакция не может произойти. Это означает, что чистый титан будет подвержен типичному окислению, воздействию кислот, химикатов, коррозии и ржавчины.
Титановый сплав, несмотря на высокую устойчивость к ржавчине, более подвержен коррозии, чем чистый титан
Чистый титан в обычных условиях полностью устойчив к коррозии и ржавчине, но в потребительских товарах чистый титан встречается довольно редко. Вы, скорее всего, найдете сплавы титана, которые представляют собой смесь титана и других металлов. Хотя смеси могут быть устойчивы к ржавчине, они не так устойчивы, как чистый титан.
Производители комбинируют металлы, чтобы сделать производственные процессы менее затратными и объединить лучшие свойства различных металлов. Эти сплавы обычно содержат алюминий, ванадий и хром, все из которых относительно устойчивы к ржавчине. Но они также часто содержат железо, которое совершенно не устойчиво к ржавчине или коррозии.
Хотя титан помогает повысить стойкость железа к ржавчине, полученное соотношение также снижает стойкость титана. Если титановый продукт ржавеет, это верный признак того, что он не чистый.
Титан может находиться в морской воде в течение 100 лет без коррозии благодаря высокоактивной связи между титаном и кислородом
Чистому титану просто нужен кислород, чтобы защитить себя. И неважно, как он это получит.
Хотя мы можем считать морскую воду сильно коррозионной из-за ее высокого содержания соли, она очень мало влияет на титан. Это потому, что, несмотря на все усилия морской воды, она полна кислорода. Этот кислород постоянно реагирует с титаном, создавая защитное силовое поле, известное как оксид титана.
Многие морские детали сделаны из титана, включая детали двигателя и гребные винты (почти исключительно). Когда дайверы осматривают затонувшие корабли в океане, часто именно эти части демонстрируют наименьшие изменения по сравнению с тем, в каком они находились до того, как корабль затонул.